一种倒装焊接芯片及其焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子元器件技术领域，尤其涉及一种倒装焊接芯片及其焊接方法。
【背景技术】
[0002]随着半导体业的迅速发展，封装技术的应用范围日益广泛，封装形式更趋多样化。其中，覆晶技术(Flip-Chip)，也称“倒晶封装”或“倒晶封装法”，其既是一种芯片互连技术，又是一种理想的芯片粘接技术。覆晶技术支持的LED光源与传统封装光源相比，具有热阻低，电压低，大电流密度光效高的特点，综合研宄表明覆晶LED光源在应用上有其独特的潜力和优势。具体地，覆晶技术是在LED芯片上沉积锡膏球，然后将LED芯片翻转加热利用熔融的锡膏球与基板相结合，形成稳定可靠的机械、电气连接。
[0003]如图1所示，LED芯片的正负极在同一面，为求最高效能与避免正负极短路故障，在基板线路设计时需考虑芯片固晶位置；在线路设计时，为避免相邻芯片固晶锡膏互相沾黏，需考虑LED芯片的相距位置。采用现有的覆晶技术焊接的LED芯片时，需在每个固晶焊盘位置分别点上锡膏，精度要求高；需准确控制焊接温度，避免锡膏中的助焊剂挥发过快，使汽化后的助焊剂残留在熔融的锡膏中未能排出，导致固晶后锡膏孔洞率过高；需严格控制锡膏的颗粒大小，防止助焊剂残留于锡膏颗粒间的空隙内，使固晶后锡膏孔洞率过高；需精确控制锡膏的量，使锡膏厚度在0.4-0.6mm之间，锡球直径略小于芯片焊盘面积，两边锡膏量与大小一致，避免后续熔接时，因锡膏融化收缩推挤，造成芯片倾斜或位置飘移；需精确控制锡膏点的位置，使锡膏点间距稍大于芯片焊盘间距，避免因锡膏过量或锡膏点位置过于接近，使倒装正负极两端的锡膏在熔融时，受芯片挤压后往两边扩张，正负极两端连接，产生短路，影响倒装焊接芯片的使用效果。
[0004]因此，采用现有的覆晶技术焊接的芯片对加工精度的要求极高，生产效率低下，产品良率低，已无法满足实际生产的要求。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种精度要求低、良率高的倒装焊接芯片的焊接方法，可大幅提高生产效率。
[0006]本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种结构简单、焊接性好的倒装焊接芯片。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种倒装焊接芯片的焊接方法，包括:在基板的焊盘上涂敷共晶焊料；在涂敷有共晶焊料的焊盘上涂敷助焊剂；将LED芯片倒装于焊盘上；使焊盘上的共晶焊料熔解，并与LED芯片电性相连。
[0008]作为上述方案的改进，所述在涂敷有共晶焊料的焊盘上涂敷助焊剂的方法包括:在每一涂敷有共晶焊料的焊盘上分别涂敷助焊剂，每一焊盘被单独的助焊剂所包覆。
[0009]作为上述方案的改进，所述在涂敷有共晶焊料的焊盘上涂敷助焊剂的方法还包括:将相邻的两个正负极焊盘划分为一组，在每组正负极焊盘上涂敷助焊剂，使正负极焊盘被同一层助焊剂所包覆。
[0010]作为上述方案的改进，所述共晶焊料为锡。
[0011]作为上述方案的改进，所述共晶焊料通过喷锡工艺涂敷于焊盘上。
[0012]作为上述方案的改进，所述喷锡工艺为水平喷锡。
[0013]作为上述方案的改进，喷锡间距最小为75um。
[0014]作为上述方案的改进，所述共晶焊料的厚度为2.5-25微米。
[0015]作为上述方案的改进，所述焊盘为铜焊盘。
[0016]相应地，本发明还提供了一种倒装焊接芯片，其由上述的焊接方法制得。
[0017]实施本发明，具有如下有益效果:
本发明通过将共晶焊料预先涂敷于焊盘上，倒装焊接时，再在涂敷有共晶焊料的焊盘上涂敷助焊剂，替换了现有技术中涂敷锡膏的步骤。
[0018]其中，共晶焊料通过水平喷锡工艺预先固定于焊盘上，使在后续的熔接时，共晶焊料不会产生大幅度的收缩推挤，可有效避免LED芯片倾斜、位置飘移、正负极两端连接、短路等情况，保证倒装焊接芯片的使用效果。
[0019]同时，共晶焊料与助焊剂分别涂敷，可避免共晶焊料与助焊剂的混合，对助焊剂的用量、位置及焊接温度的控制精确降低。具体地，可避免因锡膏的颗粒过大，使助焊剂残留于锡膏颗粒间的空隙内，造成的锡膏孔洞率过高；还可避免锡膏中的助焊剂挥发过快，使汽化后的助焊剂残留在熔融的锡膏中未能排出，造成的锡膏孔洞率过高。
[0020]另外，现有技术中需要对每个焊盘分别涂覆焊膏，且焊膏在高温熔化过程中容易发生偏移，精度要求高，导致生产效率不高，而本发明中将相邻的两个正负极焊盘划分为一组，在每组正负极焊盘上涂敷助焊剂，使正负极焊盘被同一层助焊剂所包覆，使得助焊剂的包覆面积变大，将原来每个焊盘对应一层焊膏的方式，转换为每两个焊盘对应一层助焊剂的方式，因此，对固晶机的精度要求降低，使得固晶机的点胶模块的对准时间缩短，点胶效果更高，节省时间，产量得到有效提高，更有利于倒装焊接芯片的工业化生产。
【附图说明】
[0021]图1是现有技术中涂敷锡膏的示意图；
图2是本发明倒装焊接芯片的焊接方法的第一实施例流程图；
图3是图3中涂敷助焊剂的示意图；
图4是图3中涂敷助焊剂的另一示意图。
【具体实施方式】
[0022]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。
[0023]图2是本发明倒装焊接芯片的焊接方法的第一实施例流程图，包括:
S101，在基板的焊盘上涂敷共晶焊料；
所述共晶焊料可以为锡、银、铜或锌，但不以此为限制；所述共晶焊料优选为锡，所述焊盘优选为铜焊盘。
[0024]所述共晶焊料通过喷锡工艺预先涂敷于焊盘上，以此达成将锡预先固定于焊盘上的目的。其中，喷锡工艺分为垂直喷锡和水平喷锡，本发明优选采用水平喷锡，通过喷锡可有效防止裸铜面氧化，并保持焊锡性。
[0025]具体地，水平喷锡的工艺流程为:
(1)前清洗处理；
(2)预热；
(3)助焊剂涂敷；
(4)水平喷锡；
(5)热风刀刮锡；
(6)冷却；
(7)后清洗处理。
[0026]本发明中，所述共晶焊料的厚度为2.5~25um，大大节省了涂覆材料。
[0027]需要说明的是，若共晶焊料的厚度过厚，会使焊盘形成上浮效果，容易遮挡光线；若共晶焊料的厚度太薄，则容易形成孔洞，形成虚焊，使倒装焊接芯片产生开路，影响倒装焊接芯片的使用效果。
[0028]S102，在涂敷有共晶焊料的焊盘上涂敷助焊剂；
需要说明的是，采用现有的倒装焊接工艺制作的芯片时，需在每个固晶焊盘位置分别点上锡膏(锡膏是由焊锡粉、助焊剂以及其它的表面活性剂、触变剂混合而成的膏状混合物)，精度要求高；需准确控制焊接温度，避免锡膏中的助焊剂挥发过快，使汽化后的助焊剂残留在熔融的锡膏中未能排出，导致固晶后锡膏孔洞率过高；需严格控制锡膏的颗粒大小，防止助焊剂残留于锡膏颗粒间的空隙内，使固晶后锡膏孔洞率过高；需精确控制锡膏的量，使锡膏厚度在0.4-0.6mm之间，锡球直径略小于芯片焊盘面积，两边锡膏量与大小一致，避免后续熔接时，因锡膏融化收缩推挤，造成芯片倾斜或位置飘移；需精确控制锡膏点的位置，使锡膏点间距稍大于芯片焊盘间距，避免因锡膏过量或锡膏点位置过于接近，使倒装正负极两端的锡膏在熔融时，受芯片挤压